本发明涉及一种施工管理系统与方法，特别是一种挤密砂桩成桩动态管理系统及挤密砂桩成桩动态管理方法。
背景技术：
挤密砂桩法，是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后再将砂挤入土中，形成大直径的密实砂柱体的加固地基的方法。如何实现对沙桩成型工艺受控、便利于实施则成为了需要考虑的问题。
技术实现要素：
本发明的目的之一是为了克服现有技术中的不足，提供一种便利于砂桩成桩质量控制的挤密砂桩成桩动态管理系统及挤密砂桩成桩动态管理方法。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
本发明提供一种挤密砂桩成桩动态管理系统。所述挤密砂桩成桩动态管理系统包括成桩管理系统、集中管理系统与施工管理系统。成桩管理系统设置为可控制对应的一个砂桩施工设备，并输出该砂桩施工设备的施工记录数据至所述集中管理系统。所述集中管理系统接收所有所述施工管理系统输出的施工记录数据，并可对该施工记录数据进行统计、保存与打印中的至少一种操作地设置。所述施工管理系统按成桩品质要求对成桩参数设定上限值与下限值，读取集中管理系统统计、保存的施工记录数据进行比对，对不符合成桩品质要求的成桩参数进行修正并在下根桩施工前传送至成桩管理系统。
优选地，所述成桩管理系统包括传感器及接收装置。所述传感器设置为可感测砂桩施工设备的施工状况。所述接收装置与所述传感器通信连接，并设置为接收所述传感器发出的施工状况信号。
优选地，所述传感器设置为对施工位置、施工设备、施工深度与材料使用量中的至少一个施工状况信号进行感测。
优选地，所述的挤密砂桩成桩动态管理系统还包括显示设备。当所述传感器感测到施工位置、施工设备、施工深度与材料使用量以及所有的施工参数之时，所述显示设备同时显示施工位置、施工设备、施工深度与材料使用量以及所有相关的施工参数。
优选地，所述的挤密砂桩成桩动态管理系统还包括通信设备。所述通信设备设置为实时向集中管理系统提供施工数据。
优选地，所述集中管理系统，还包括存储模块，所述存储模块可存储传感器感测的施工位置、施工设备、施工深度与材料使用量以及所有的施工数据；
优选地，所述的挤密砂桩成桩动态管理系统还包括施工参数设定模块。所述成桩参数设定模块可设定砂桩施工设备的施工参数地设置，以及设定各项成桩参数的上限值与下限值。
优选地，所述的挤密砂桩成桩动态管理系统还包括处理装置。所述处理装置可对成桩的位置信息、设计信息、施工标准、规格内容与指令数据中的至少一个进行处理地设置。
优选地，在所述施工管理系统控制砂桩施工设备施工前，所述处理装置设置为可将成桩的位置信息、设计信息、施工标准、规格内容与指令数据中的至少一个输出至所述成桩管理系统。
优选地，在所述成桩管理系统控制砂桩施工设备完成当前一砂桩的施工操作后，所述集中管理系统获取成桩的位置信息、设计信息、施工标准、规格内容与指令数据中的至少一个。所述处理装置存储所述桩的位置信息、设计信息、施工标准、规格内容与指令数据。
优选地，所述处理装置可对施工基本信息、坐标数据、施工管理指标与施工指令基本数据中至少一个进行处理地设置。
优选地，所述施工管理系统还包括通信设备及处理装置，所述通信设备设置为可读取集中管理系统统计、保存的施工记录数据；
优选地，所述处理装置可对通信设备读取的集中管理系统统计、保存的施工记录数据与预设上限值与下限值进行比对。
优选地，所述挤密砂桩成桩动态管理系统还包括砂桩施工设备。所述成桩管理系统控制对应的所述砂桩施工设备地设置。
本发明还提供一种挤密砂桩成桩动态管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供成桩管理系统，成桩管理系统操控对应一个砂桩施工设备，并获取对应施工记录数据；
提供集中管理系统，接收所述成桩管理系统输出的施工记录数据，并对该施工记录数据进行统计、保存与打印中的至少一种操作。及
提供了施工管理系统，按成桩品质要求对成桩参数设定上限值与下限值，读取集中管理系统统计、保存的施工记录数据进行比对，对不符合成桩品质要求的成桩参数进行修正并在下根桩施工前传送至成桩管理系统。
优选地，所述的挤密砂桩成桩动态管理方法还包括以下步骤：
比较所述砂桩成桩参数是否处于预设上限值与下限值限定的参数范围内；
当所述砂桩成桩参数处于所述预设上限值与下限值限定的参数范围内时，使得砂桩施工设备继续工作。
优选地，当所述砂桩成桩参数超出所述预设上限值与下限值限定的参数范围外时，停止砂桩施工设备的工作。
优选地，所述的挤密砂桩成桩动态管理方法还包括以下步骤：
更改所述施工管理系统用于控制砂桩施工设备的信号所对应的参数，并使得所述砂桩成桩参数处于所述预设上限值与下限值限定的参数范围内。
与现有技术相比，本发明挤密砂桩成桩动态管理系统在复杂的地基改良作业中以高标准的成桩管理与施工管理为基础，向操作人员提供连续的、高品质的可行性高的施工方案。实现了施工的稳定化、统一化、高品质化，大大减轻了操作者的负担，防止了施工过程中砂桩加固设备超负荷运作，具有较高的可靠性和经济性。相应地，所述挤密砂桩成桩动态管理系统实现了较高程度的自动化操作，提升了施工效率。
附图说明
图1为本发明提供的一种挤密砂桩成桩动态管理系统的框图。
图2为图1的成桩管理系统分别与砂桩施工设备、集中管理系统的配合关系示意图。
图3为图1的成桩管理系统与集中管理系统之间的相应信号、数据的传输示意图。
图4为图1的挤密砂桩成桩动态管理系统的相应信号、数据的传输示意图。
图5为图1的挤密砂桩成桩动态管理系统的一种结构示意图。
图6为本发明提供的一种挤密砂桩成桩动态管理方法的步骤图。
图7为图6的挤密砂桩成桩动态管理方法的又一种实施方式的步骤图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的描述：
实施例一：
请参阅图1及图2，本发明提供一种挤密砂桩成桩动态管理系统300。所述挤密砂桩成桩动态管理系统300包括成桩管理系统1、集中管理系统2及施工管理系统3。所述集中管理系统2设置为接收所有所述成桩管理系统1输出的施工记录数据。
所述成桩管理系统1用于控制对应的砂桩施工设备9。所述成桩管理系统1的具体数量根据需要而选择。成桩管理系统1对应控制一个或多个砂桩施工设备9。在本实施例中，一个所述成桩管理系统1可以同时控制多个砂桩施工设备9。所述成桩管理系统1输出砂桩施工设备9的施工记录数据至所述集中管理系统2。所述成桩管理系统1的具体器件、结构选择只要能够实现相应的控制即可。
为了实时监测砂桩施工设备9的施工情况，所述成桩管理系统1包括传感器4及接收装置5。所述传感器4设置可对砂桩施工设备的施工状况进行监测。所述传感器4的种类、规格及数量根据需要而选择，只要能够实现对砂桩施工设备9的相应物理参数进行监测即可。在本实施例中，所述传感器4设置为可对砂桩的位置信息、设计信息、施工标准、规格内容与指令数据中的至少一个状态信号进行感测。根据需要，所述传感器4设置为对施工位置、施工设备、施工深度与材料使用量中的至少一个施工状况信号进行感测。
所述接收装置5设置为接收所述传感器4监测的砂桩的位置信号、设计信息、施工标准、规格内容与指令数据对应的信号。所述接收装置5与所述传感器4通信连接。所述接收装置5可以为相应的无线信号、有线信号的接收器。也即是，所述接收装置5与所述传感器4通讯连接。所述接收装置5可以实时接收施工信息。
为了便利于相应的信息处理及显示，所述成桩管理系统1还包括控制面板11及计算机设备12。在本实施例中，所述计算机设备12为个人电脑(pc)。进一步，所述成桩管理系统1还包括可编程逻辑控制器(plc)12。
为了使得所述挤密砂桩成桩动态管理系统300对砂桩施工设备9进行控制以获得成桩品质更高的砂桩，所述挤密砂桩成桩动态管理系统300还包括存储模块21。所述存储模块21可存储成桩参数的上限值及下限值。所述成桩参数的上限值及下限值可以根据以往的施工基准(参数)以及施工经验而选择。当所述传感器4感测到的成桩参数处于所述下限值与所述上限值之间时，所述成桩管理系统1使得砂桩施工设备9继续施工。当所述传感器4感测到的成桩参数低于所述下限值或高于所述上限值之间时，所述显示设备7同时显示所述成桩参数及所述下限值与上限值。根据应用需要，通过所述显示设备7同时显示所述成桩参数及所述下限值与上限值，可以便利于供施工人员进行观察、判断。此时，施工人员可以停止砂桩施工设备9的施工操作。当然，当所述成桩参数超出所述下限值与上限值限定的参数范围之外时，可以采用下述控制装置51通过控制所述成桩管理系统1而停止砂桩施工设备9的施工操作。
为了提升所述挤密砂桩成桩动态管理系统300的通用性能，所述挤密砂桩成桩动态管理系统300还包括施工参数设定模块41。所述施工参数设定模块41用于设定砂桩施工设备9的施工参数。根据应用要求，所述施工参数设定模块41能够设置相应的施工参数，从而使得砂桩施工设备9操作获得的砂桩的成桩品质符合特定的要求。所述施工参数设定模块41可以为相应的物理键盘或触摸键盘。所述施工参数设定模块41与所述计算机设备通信连接。根据相应的要求，所述施工参数可以为套管内径、套管外径、套管长度、体积变化率、砂残量、设计桩径中的至少一个。根据连续成桩的具体要求，所述施工参数可以为桩号、成桩顺序、机械设备番号、施工前地基高、设计着底深度、设计桩长度与设计使用砂量中的至少一个。
请一并参阅图3，为了进一步提升所述挤密砂桩成桩动态管理系统300的控制效率、精确度，所述挤密砂桩成桩动态管理系统300还包括处理装置51。所述处理装置51可对成桩的位置信息301、设计信息302、施工标准303、规格内容304与指令数据305中的至少一个进行处理地设置。
进一步地，在所述成桩管理系统1控制砂桩施工设备9施工前，所述处理装置51设置为可将成桩的位置信息301、设计信息302、施工标准303、规格内容304与指令数据305中的至少一个输出至所述成桩管理系统1。而，在所述成桩管理系统1控制砂桩施工设备9完成当前一砂桩的施工操作后，所述集中管理系统2获取成桩的位置信息、设计信息、施工标准、规格内容与指令数据中的至少一个。所述处理装置9存储所述桩的位置信息301、设计信息302、施工标准303、规格内容304与指令数据305。
也即是，在施工前，集中管理系统2通过包括诸如网线的通信设备8将成桩的位置信息301、设计信息302、施工标准303、规格内容304、指令数据305等传输给成成桩管理系统1。在施工完成后，通过通信设备8从成成桩管理系统1中读取桩位置信息301、设计信息302、施工标准303、规格内容304、指令数据305等，并通过处理装置51将以上施工数据信息进行记录和保存，再通过显示设备进行数据的显示。在本实施例中，相应的通讯可以采用连接局域网的网线36连接。在本实施例中，所述挤密砂桩成桩动态管理系统300的对应数据可以通过移动硬盘37(图5)进行存储。所述移动硬盘37亦可进行相应数据的传输。在本实施例中，所述集中管理系统2仅为一个，可以便利于控制多个所述成桩管理系统1。
请一并参阅图4，进一步地，所述施工管理系统3中的处理装置51可对施工基本信息501、坐标数据502、施工管理指标503与施工指令基本数据504中至少一个进行处理地设置。具体地，所述处理装置51可对施工信息501、坐标数据502、施工管理指标503、施工指令数据504等数据进行设定、编辑、保存、统计、传输等操作。所述处理装置51将设定编辑后的数据通过包括诸如网线的通信设备8传输给集中管理系统2，成桩施工完成后再通过通信设备8从集中管理系统2中读取施工信息501、坐标数据502、施工管理指标503、施工指令数据504等数据并通过施工管理演算系统对施工数据信息进行保存备份，还可通过显示设备进行数据显示。进一步地，可以通过施工日数据输出与保存装置15制作成桩数据统计表13，提供给操作人员用来对施工质量进行监控。相应地，所述成桩数据统计表13可通过打印机38、39进行打印操作。所述处理装置51可以为进行相应信号、数据处理的任意装置。譬如，所述处理装置51可以为微处理器或中央处理器等计算设备。根据应用需要，所述处理装置51亦可以为可编程逻辑控制器(英文名称为programmablelogiccontroller，简称plc)。
如无特别指示说明，在本发明中出现的如下术语具有相应的对应含义：
位置信息301，实现了挤密砂桩扩径成桩过程中通过显示设备7可对成桩位置的精确掌握。相应地，所述位置信息301能够反映砂桩施工设备9的施工位置。
设计信息302，实现了挤密砂桩扩径成桩过程中通过显示设备7显示桩设计信息，以保证对施工进行实时监控与对比。所述设计信息302能够反映作为一种施工机械的砂桩施工设备9的相应信息。
施工标准303，实现了挤密砂桩扩径成桩过程中通过显示设备7向施工人员提供成桩施工指标，以保证施工成桩的质量与标准统一。所述施工标准303可以通过砂桩施工的最终深度进行反映。
规格内容304，实现了挤密砂桩扩径成桩过程中通过显示设备7向施工人员提供成桩施工参数，以保证施工成桩的质量与标准统一。所述规格内容304可以通过所需要使用的材料使用量进行衡量。
指令数据305，实现了挤密砂桩扩径成桩过程中成桩管理系统1对砂桩施工设备9发出指令与接受指令时所需所有的指令参数。
施工信息501，实现了挤密砂桩扩径成桩过程中通过施工信息设备7向施工人员提供施工所有基本信息，以保证施工成桩的质量与标准统一。在本实施例中，所述施工信息501为位置信息，也即是施工位置。
设计信息502可以通过具体的施工机械(具体编号的砂桩施工设备9)进行反映。
施工标准503，实现了挤密砂桩扩径成桩过程中通过显示设备7向施工人员提供成桩施工指标，以保证施工成桩的质量与标准统一。所述施工标准503可以通过砂桩施工的最终深度进行反映。
规格内容504，实现了挤密砂桩扩径成桩过程中通过显示设备7向施工人员提供成桩施工参数，以保证施工成桩的质量与标准统一。所述规格内容504可以通过所需要使用的材料使用量进行衡量。
坐标数据，实现了在挤密砂桩扩径成桩过程中通过显示设备7向操作人员提供了成桩范围内的所有正在施工桩坐标与将要施工桩的坐标信息，保证在成桩施工中对于成桩实时信息的掌握。
施工管理指标，实现了在挤密砂桩扩径成桩过程中通过显示设备7向操作人员提供施工管理指标，以保证施工人员在施工中对成桩指标的掌握。
施工指令数据，为指令基本数据库内指令数据。
所述挤密砂桩成桩动态管理系统300还包括显示设备7。所述显示设备7与所述处理装置6通信连接。所述显示设备7用于显示所述处理装置6处理过的信息。所述显示设备7可以显示相应的数据信息，可供人工进行判定。操作人员依据所述显示设备7显示的信息，可以通过操作台向砂桩施工设备9发出施工指令，从而进行相应的施工作业。所述显示设备7可以为液晶显示装置。
实施例二：
请一并参阅图5，本发明还提供一种挤密砂桩成桩动态管理系统300。所述挤密砂桩成桩动态管理系统300还包括砂桩施工设备9。所述施工管理系统3控制所述砂桩施工设备9地设置。
所述砂桩施工设备9的具体规格及种类根据需要而选择。所述砂桩施工设备9为可以为重力锤，譬如落锤、汽锤、柴油锤、液压锤等桩锤。所述砂桩施工设备9通过在砂土上施加压力，从而形成相应的砂桩。
相应地，所述传感器4设置为可监视所述砂桩施工设备9的施工状况。根据需要，所述传感器4可以实现对挤密砂桩成桩深度、桩径、密实度、排砂量等施工参数进行控制。
实施例三：
请参阅图6，本发明还提供一种挤密砂桩成桩动态管理方法。所述挤密砂桩成桩动态管理方法包括以下步骤：
s101：提供成桩管理系统1，成桩管理系统1操控对应一个砂桩施工设备9，并获取对应施工记录数据；
s102：提供集中管理系统2，接收所有所述成桩管理系统1输出的施工记录数据，并对该施工记录数据进行统计、保存与打印中的至少一种操作；及
s103：提供施工管理系统3，所述施工管理系,3按成桩品质要求设定各项成桩参数的上限值与下限值，读取所述集中管理系统2所统计和/或保存的施工记录数据，并将该施工记录数据与所述下限值和所述上限值所限定的范围进行比对，对不符合成桩品质要求的成桩参数进行修正并在下根桩施工前传送至成桩管理系统1。
也即是，所述施工管理系统3能够根据当前砂桩施工获取的参数与下限值与上限值限定的符合成桩品质要求的参数范围进行比对，并为后续砂桩的成桩的相应施工参数提供指导，对当前加工的砂桩的施工参数进行修改，以使得后续砂桩的成桩参数符合成桩品质的要求。
实施例四：
请一并参阅图7，进一步地，为了提升砂桩加工精确程度，所述挤密砂桩成桩动态管理方法还包括步骤：
s101：提供成桩管理系统1，成桩管理系统1操控对应一个砂桩施工设备9，并获取对应施工记录数据；
s102：提供集中管理系统2，接收所有所述成桩管理系统1输出的施工记录数据，并对该施工记录数据进行统计、保存与打印中的至少一种操作；
s103b:提供施工管理系统3，所述施工管理系,3按成桩品质要求设定各项成桩参数的上限值与下限值，读取所述集中管理系统2所统计和/或保存的施工记录数据，并将该施工记录数据与所述下限值和所述上限值所限定的范围进行比对，通过比对获得该施工记录数据对应的砂桩成桩参数是否处于预设上限值与下限值限定的参数范围内；
s106a:当所述砂桩成桩参数处于所述预设上限值与下限值限定的参数范围内时，使得砂桩施工设备9继续工作。
s106b:当所述砂桩成桩参数超出所述预设上限值与下限值限定的参数范围外时，停止砂桩施工设备的工作。
进一步地，还包括步骤s107:更改所述成桩管理系统1用于控制砂桩施工设备9的信号所对应的参数，并使得所述砂桩成桩参数处于所述预设上限值与下限值限定的参数范围内。也即是，通过更高相应的施工参数，从而使得砂桩成桩参数处于所述参数范围内，以满足相应的品质要求。更具体地，还可以通过比较所述砂桩成桩参数是否处于预设上限值与下限值限定的参数范围内的步骤，获得相应的比较结果。还可以感测砂桩成桩参数的步骤，以获得具体参数。
以上仅为本发明较佳的实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。